Для того чтобы определить объем водорода, выделяющегося при взаимодействии цинка с серной кислотой, нужно начать с уравнения реакции:
[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]
Сначала находим количество молей цинка (Zn) в 13 г:
- Молярная масса цинка примерно 65 г/моль.
- Количество молей цинка можно рассчитать с помощью формулы:
[
n = \frac{m}{M} = \frac{13 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}
]
Согласно уравнению реакции, на 1 моль цинка выделяется 1 моль водорода. Следовательно, 0,2 моль цинка будет выделять 0,2 моль водорода.
Теперь мы можем найти объем водорода. При стандартных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л:
[
V = n \times V_m = 0,2 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 4,48 \text{ л}
]
Таким образом, объем водорода, который выделится, составляет 4,48 л.
Теперь определим, сколько серной кислоты потребуется для растворения 13 г цинка. В уравнении реакции видно, что для 1 моля цинка требуется 1 моль серной кислоты.
Сначала находим количество молей серной кислоты:
Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) примерно 98 г/моль.
Поскольку у нас 0,2 моль цинка, нам потребуется тоже 0,2 моль серной кислоты:
[
m = n \times M = 0,2 \text{ моль} \times 98 \text{ г/моль} = 19,6 \text{ г}
]
Таким образом, для полного растворения 13 г цинка потребуется примерно 19,6 г серной кислоты.
